模擬電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索

張科紅

摘要：針對(duì)傳統(tǒng)模擬電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問題，厘清實(shí)驗(yàn)教學(xué)思路，從拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、調(diào)整考核模式等方面作出探索，這些實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革舉措的推出，有益于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；考核模式

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）34-0146-02

一、引言

模擬電路實(shí)驗(yàn)作為高等理工科院校電類各專業(yè)的一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課程，在整個(gè)電類專業(yè)的課程體系中起著承前啟后的作用。它既是模擬電子技術(shù)理論課程的實(shí)踐和應(yīng)用，又是后續(xù)專業(yè)課程的鋪墊和橋梁，還是訓(xùn)練學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能、培養(yǎng)工程意識(shí)和創(chuàng)新能力，以及提高學(xué)生綜合素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的模擬電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)，多定位為理論教學(xué)服務(wù)，實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)數(shù)少，多以驗(yàn)證性為主，這樣導(dǎo)致出現(xiàn)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課重視不夠、興趣不高的情況，對(duì)實(shí)踐能力培養(yǎng)的要求是不足的[1-3]。本文從厘清實(shí)驗(yàn)教學(xué)思路、拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)考核模式等作了探索，取得了很好的效果。

二、厘清實(shí)驗(yàn)教學(xué)思路

模擬電路的理論課非常抽象，學(xué)生較難理解，很多老師存在有這樣的觀點(diǎn)：“實(shí)驗(yàn)課把理論課上的東西能搞清楚就夠了?！钡覀冋J(rèn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的，不應(yīng)該只是為理論教學(xué)服務(wù)，更應(yīng)該關(guān)注學(xué)生對(duì)電子電路興趣的提升、工程意識(shí)和動(dòng)手能力的培養(yǎng)。當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)課也不是水中樓閣，它也應(yīng)該與理論知識(shí)點(diǎn)緊密結(jié)合，幫助學(xué)生更好地掌握模擬電路理論知識(shí)，強(qiáng)調(diào)知識(shí)與能力并重，為后續(xù)的電路設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。為此，我們的觀點(diǎn)是：1）模擬電路實(shí)驗(yàn)需要獨(dú)立設(shè)課，在條件容許的情況下可以增加學(xué)時(shí)，甚至更大膽的可以將理論課搬到實(shí)驗(yàn)室上。2）模擬電路實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容需要精心設(shè)計(jì)，教學(xué)方法上需要更貼近學(xué)生，真正以學(xué)生為主體，注重實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革

根據(jù)模擬電路的知識(shí)體系以及實(shí)踐能力培養(yǎng)的需要，我校將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容按照“基本器件（含儀器）—單元電路—綜合設(shè)計(jì)制作”三個(gè)階段進(jìn)行組織。

（一）基本器件類實(shí)驗(yàn)（含儀器使用）

這類實(shí)驗(yàn)包括信號(hào)源、示波器、萬用表、交流毫伏表等的使用，二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管等半導(dǎo)體器件輸入輸出特性的測(cè)量等，目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，掌握基本實(shí)驗(yàn)知識(shí)，熟悉常見電子器件特性。

（二）單元電路類實(shí)驗(yàn)

這類實(shí)驗(yàn)主要包括晶體管放大電路、場(chǎng)效應(yīng)管放大電路、負(fù)反饋放大電路、基于集成運(yùn)放的信號(hào)運(yùn)算電路、比較器電路、有源濾波電路、波形發(fā)生電路、功率放大電路、直流穩(wěn)壓電源等，這部分內(nèi)容主要涵蓋了模擬電路各經(jīng)典單元電路。通過實(shí)驗(yàn)形式的改造，采用虛擬仿真與實(shí)驗(yàn)箱操作相結(jié)合、驗(yàn)證學(xué)習(xí)與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的模式，增加學(xué)生的興趣，幫助學(xué)生加深對(duì)模擬電路理論知識(shí)的掌握，達(dá)到提高動(dòng)手能力的目的。

（三）綜合設(shè)計(jì)制作類實(shí)驗(yàn)

該類實(shí)驗(yàn)實(shí)施開放教學(xué)，由教師或者學(xué)生提出設(shè)計(jì)任務(wù)，由學(xué)生主動(dòng)去思考、查閱資料，完成實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)，并完成焊接、調(diào)試制作。目前我們開出的綜合設(shè)計(jì)制作類實(shí)驗(yàn)包括：1）音頻放大器的設(shè)計(jì)與制作；2）多功能信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與制作；3）心電信號(hào)放大器的設(shè)計(jì)與制作；4）低壓直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制、測(cè)量與顯示；5）視力保護(hù)電路的設(shè)計(jì)與制作；6）直流可調(diào)電源的設(shè)計(jì)與制作等。

四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革

根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革，本著以學(xué)生為主體的原則，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法上也做了一些有益的探索，為激發(fā)同學(xué)興趣起到了很好的作用。

（一）強(qiáng)化研討式教學(xué)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中以學(xué)生為主體，借鑒翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念[4]，強(qiáng)化研討式教學(xué)。通過提前布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)，要求學(xué)生兩人一組，以小組為單位，查找資料，做好PPT，課堂上開展討論式教學(xué)，變傳統(tǒng)的教師一言堂為學(xué)生來講，然后展開討論。這種教學(xué)方法讓教師從傳統(tǒng)的教授變?yōu)橐龑?dǎo)，學(xué)生真正地在課外去認(rèn)真預(yù)習(xí)，課堂上更加積極主動(dòng)，讓學(xué)生主動(dòng)參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，分享學(xué)習(xí)的樂趣及成果，這樣可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

（二）虛實(shí)結(jié)合[5]

充分利用電路軟件MULTISIM，PSPICE等作為仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可以拓展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間、空間自由。學(xué)生通過在MULTISIM等軟件平臺(tái)上對(duì)電路參數(shù)進(jìn)行調(diào)試、仿真，然后再開始實(shí)際硬件電路的安裝調(diào)試，更加心中有數(shù)，對(duì)電路的原理掌握更加透徹，而且通過軟硬件測(cè)試結(jié)果的比較，也可以進(jìn)一步促進(jìn)對(duì)電路的思考。

（三）基于BB平臺(tái)的在線學(xué)習(xí)

模擬電路實(shí)驗(yàn)課程通過網(wǎng)絡(luò)信息化平臺(tái)Black Board實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程在線教學(xué)，在該平臺(tái)上傳有課程大綱、教學(xué)簡(jiǎn)介、仿真軟件等資料，針對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)了測(cè)試題庫(kù)，要求同學(xué)實(shí)驗(yàn)后及時(shí)完成測(cè)試，以切實(shí)掌握實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目涉及的理論知識(shí)及實(shí)驗(yàn)技能。網(wǎng)站上還開設(shè)有討論區(qū)，學(xué)生可以就課程的相關(guān)問題直接與教師或同學(xué)進(jìn)行互動(dòng)交流[6]。近年，我校將BB平臺(tái)的應(yīng)用納入了課程考評(píng)的環(huán)節(jié)，模擬電路實(shí)驗(yàn)課程屢次被評(píng)為網(wǎng)絡(luò)活躍課堂。

（四）基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的團(tuán)隊(duì)合作式教學(xué)

在綜合設(shè)計(jì)制作實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，由實(shí)驗(yàn)室指定課外開放時(shí)間，開展基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的團(tuán)隊(duì)合作式教學(xué)。由同學(xué)2至3人一組，根據(jù)課題任務(wù)要求，自行尋找資料，設(shè)計(jì)電路方案，完成仿真，并在萬能板上完成焊接、調(diào)試制作。整個(gè)焊接制作調(diào)試環(huán)節(jié)都放在課外，課堂內(nèi)由教師驗(yàn)收提問，實(shí)現(xiàn)課堂內(nèi)外的融合。該項(xiàng)目完全由學(xué)生課外合作實(shí)施，教師僅僅負(fù)責(zé)必要的答疑指導(dǎo)。

（五）以賽促學(xué)

為了更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)電子電路的興趣，我們還在課外推出了大學(xué)生虛擬電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，以競(jìng)賽來促進(jìn)學(xué)生對(duì)電子電路實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽項(xiàng)目從早期的課程內(nèi)部培育活動(dòng)到規(guī)模及影響力的不斷擴(kuò)大，現(xiàn)在已經(jīng)通過評(píng)審，納入學(xué)院級(jí)正式競(jìng)賽。該競(jìng)賽項(xiàng)目主要是依托MULTISIM平臺(tái)進(jìn)行，題目來源為具有一定展示功能的模擬電路和數(shù)字電路，要求同學(xué)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成仿真設(shè)計(jì)并通過網(wǎng)絡(luò)提交作品，由教師評(píng)委會(huì)根據(jù)作品的完成度、創(chuàng)新性、文檔的質(zhì)量等綜合評(píng)分。該競(jìng)賽定位于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課外拓展，通過利用軟件平臺(tái)可以大大增加學(xué)生的參與面，一方面它降低了組織難度，降低了學(xué)習(xí)電子電路的門檻，增加了一般同學(xué)對(duì)電子電路的學(xué)習(xí)信心；另一方面也為后續(xù)的國(guó)家級(jí)、省級(jí)電子設(shè)計(jì)大賽、教師科研團(tuán)隊(duì)提供了苗子。迄今已經(jīng)是第八屆競(jìng)賽了，每年報(bào)名參與該競(jìng)賽的學(xué)生熱情高漲，實(shí)際參賽的數(shù)量能占到學(xué)習(xí)模擬電路實(shí)驗(yàn)同學(xué)的2/3，受到了師生們的一致好評(píng)。

五、實(shí)驗(yàn)考核模式改革

模擬電路實(shí)驗(yàn)考核模式的改革是以過程評(píng)價(jià)為導(dǎo)向，取消了早前的試卷考試的模式，改由平時(shí)實(shí)驗(yàn)（70%）和綜合設(shè)計(jì)制作實(shí)驗(yàn)（30%）組成。其中平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)部分包括預(yù)習(xí)（10%）、實(shí)驗(yàn)操作（30%）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（15%）、BB測(cè)試（15%），綜合設(shè)計(jì)制作實(shí)驗(yàn)部分由成果制作（10%）、PPT答辯（10%）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（10%）組成。通過考核方式的變革，引導(dǎo)學(xué)生更注重平常的實(shí)驗(yàn)操作和課外開放項(xiàng)目的設(shè)計(jì)制作，更注重實(shí)踐能力的提升，而不僅是實(shí)驗(yàn)報(bào)告的紙面成績(jī)。

六、總結(jié)

在模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過厘清教學(xué)思路、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、改革傳統(tǒng)的教學(xué)方式及嚴(yán)格考評(píng)等，不但可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)電子電路的興趣，而且可以使學(xué)生的實(shí)踐能力及創(chuàng)新精神得到極好的培養(yǎng)。值得欣慰的是，近年來，學(xué)生在對(duì)課程的教學(xué)評(píng)價(jià)中，模擬電路實(shí)驗(yàn)課程名列前茅，在全國(guó)以及省級(jí)電子設(shè)計(jì)大賽上也取得了不錯(cuò)的成績(jī)。

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